城市地下道路總體設計分析及應用

鄧燦

（廣州市市政工程設計研究總院，廣東 廣州510060）

0 引言

在現行的《城市地下道路工程設計規范》（CJJ 221—2015）中，將地表以下供機動車或兼有非機動車、行人通行的城市道路定義為城市地下道路。隨著城市化進程的不斷發展，土地資源日趨緊缺，同時由于人們對環境景觀及舒適度的要求越來越高，促進了城市空間向地下發展，而地下道路交通系統則是城市地下空間利用的重要組成部分。當前，越來越多的城市發展了城市地下空間和地下道路，地下道路的類型也越來越多，在此結合廣州市的幾個工程設計實例，對城市地下道路總體設計進行分析和探索。

1 城市地下道路總體設計要素

城市地下道路總體設計要素包括功能定位、設計目標、建設條件、平縱橫要素、安全與運營管理設施要素等。

1.1 功能定位及設計目標

城市地下道路涵蓋的類型很多，在廣州市基本均有應用。地下道路的類型是由其功能定位及設計目標確定的。例如：穿越一條道路的連接型地下道路獵德大橋北延線系統車行隧道；穿越江河且多點進去的系統性地下道路車陂路新滘東路珠江隧道（見圖1）；結合城市綜合體地下空間，且既考慮綜合管溝又考慮地鐵等公共交通的新類型地下道路珠江新城臨江大道（見圖2）、金融城臨江大道（見圖3）；為了提高周邊環境景觀的云臺花園地下道路、天河體育中心天河路地下道路（見圖4）。

圖1 車陂路新滘東路珠江隧道效果圖

圖2 珠江新城臨江大道現狀照片

圖3 金融城臨江大道效果圖

圖4 天河體育中心天河路地下道路效果圖

在制定地下道路的功能定位及設計目標時，除了單一連接型地下道路主要考慮交通功能外，其他復雜的地下道路常需考慮與周邊地塊銜接、公交交通結合、綜合管溝共建等需求，以上要素均需進行針對性研究分析。

1.2 建設條件

結合規劃、現狀建設條件，對功能定位、設計目標進行解析，是工程落地的前提及基礎。

規劃條件包括城市設計、區域交通與對外交通規劃、道路規劃、河涌規劃、公共交通（含軌道、公交等）規劃、市政管線規劃、公共安全與防災規劃等。新類型的地下道路往往結合周邊地塊開發規劃、綜合管溝需求來確定工程規模。

現狀條件包括現狀周邊路網、現狀路由情況、現狀市政管線、現狀河涌、現狀沿線建筑物等。地下道路往往是在現狀開發較為成熟的城市區域建設，其沿線現狀地鐵、現狀市政管線、沿線建筑等都是制約功能定位能否落實的重要因素。

1.3 交通需求

地下道路建設成本大，建成后再改造或者改建難度較大。而且，由于其使用年限長，因此對交通需求更要考慮充分，包括交通長遠發展的需求、交通構成分析、交通流量預測等，需在通行能力和服務水平分析的基礎上，分析交通特點與交通安全間的相互關系。

地下道路的交通構成已經從單一連接型的通行功能轉變到綜合交通系統上，在很多地下道路工程中都已經考慮了行人、公交、周邊地下車庫交通的需求。交通需求分析是強化地下道路功能適用性的重要因素。

1.4 總體設計中的平縱橫要素

（1）設計速度

地下道路設計速度包括主線、匝道、車庫聯絡道、地下公交站臺等方面，應根據交通功能、通行能力、工程造價、運營成本、施工工法等因素確定。

在具體的設計速度制定時，結合其功能定位、建設條件、平縱橫設計進行分析，不同功能的平縱橫設計將影響或制約其設計速度的確定，如受規劃現狀路網限制的敞開段起止點位置，滿足特定交通功能的匝道進出方式等。

（2）橫斷面布置

在滿足建筑限界條件下，橫斷面布置應為通風、消防、供電照明、交通設施、內飾裝修等配套設施提供安裝空間。

在具體的橫斷面布置時，除了考慮常規的車道寬度、路緣帶、檢修道、路面調坡、縱斷面對限界影響、專用管廊等要素，還應考慮施工工法、防撞墻對限界的影響等要素。

（3）平縱線形

在滿足功能定位及設計目標的基礎上，對平縱線形進行多方案比選，綜合建設條件、交通需求、出入口設置、設計速度、施工工法等要素進行安全、經濟、節能環保等全方面的論證。

1.5 總體設計中的安全與運營管理設施要素

安全與運營管理設施主要包括通風、供電、照明、通信、給排水、監控、防災與救援疏散等。

相對于地面道路，地下道路總體設計中消防系統、通風系統是應重點考慮的，特別是當地下道路有公交系統或車庫聯絡道的情況時，消防系統、通風系統設計常常影響道路等級、平面布局等總體設計，而且兩者相互影響。

2 案例分析

2.1 珠江新城臨江大道

珠江新城臨江大道位于現狀臨江大道上，西起華穗路，東至獵德路，道路全長約1.35 km。功能定位及設計目標是結合城市綜合體地下空間實現復雜的交通功能。工程主要包括地面行車系統、臨江大道雙層隧道、進出海心沙的過江隧道和連接海心沙島的綜合管溝。圖5為珠江新城臨江大道總體平面設計圖。

圖5 珠江新城臨江大道總體平面設計圖

主要功能包括：地面層設置隧道敞開段兩側的地面輔道，實現臨江大道與珠江新城地面道路（華夏路、冼村路等）的交通轉化；負一層設置短隧道，實現臨江大道與珠江新城地下空間、海心沙地下空間的交通轉化；負二層設置長隧道實現東西向過境直行交通。如圖6～圖8所示。

圖6 珠江新城臨江大道地面層平面設計圖

圖7 珠江新城臨江大道負一層平面設計圖

圖8 珠江新城臨江大道負二層平面設計圖

總體設計關鍵要素：（1）現狀地下污水渠箱B×H=6.3 m×3.0 m，埋深4.8～5.4 m，不能遷移。為避開隧道在高度上與渠箱發生沖突，道路中心線需采用小偏角向臨江大道現狀中心線南側偏移。（2）因與珠江新城現狀的華夏路、冼村路等現狀路網進行交通轉換，制約隧道敞開段的起止點位置，需采用合適的設計速度及縱斷面縱坡等參數。（3）通往南側海心沙道過江隧道受現狀地下軌道APM、珠江河床、綜合管溝等制約，需采用合適的設計速度、平面曲線、凈空等參數。（4）提升負一層交叉口視距和景觀。負一層中間采用露天方式，設置半徑為15 m的天窗，受到交叉口周邊建構物的限制?？紤]該處結構型式及受力特性，需結合近遠期交叉口交通組織方案確定交叉口結構，采用梁板體系。

2.2 金融城臨江大道

金融城臨江大道道路西起科韻路，東至車陂路，全長約1.38 km。功能定位及設計目標是結合城市綜合體地下空間實現復雜的交通功能。臨江大道地下道路采用主輔分離的方式：隧道主線下穿翠島、方城區域，主要服務通過性交通；輔道主要服務到達性交通，設置于主線兩側，采用右轉、定向匝道等方式連接地面道路、翠島方城地下環路[1]。

臨江大道公交總站以深港灣式公交?？空拘褪皆O置于地下道路隧道兩側輔道，在車行隧道結構上面設置站場夾層，用于布設過街通道，便于兩側公交停靠站的人流換乘，同時將隧道配套的中控室、配電房等配套設施設置于夾層中。圖9、圖10分別為金融城臨江大道地面和地下道路平面設計圖。

圖9 金融城臨江大道地面道路平面設計圖

圖10 金融城臨江大道地下道路平面設計圖

總體設計關鍵要素：（1）結合翠島、方城地下車庫及整個金融城地下空間的規劃和交通量需求，選定設計車速、車道數、進出口間距及方式等。（2）通過方案比選確定滿足各交通功能需求的平縱橫設計方案。（3）結合消防人防要求確定地下道路公交車站的規模、設施等總體設計布置。

2.3 云臺花園

云臺花園項目功能定位：將白云山南門區域整合建設成為一個整體的步行公共空間，同時通過廣園路局部下穿改造工程和地下空間，建設服務風景名勝區的集交通、商業、休閑、娛樂等功能于一體的地下空間體系。圖11為云臺花園地面效果圖。

圖11 云臺花園地面效果圖

云臺花園地下空間通過環路組織車流，中部為人行區域，以垂直交通組織人流集散，從而實現人車分流的目的；廣園中路下沉隧道兩側地下空間設置為公共交通功能區，采用市政環形道路，布置公交站場、的士?？空竞吐糜未蟀屯＼噲?；地下車庫分別設置在地下二層南北兩端，通過多點出入口方便各方向來車的使用。圖12為云臺花園地面功能分區及交通流線方案圖。

圖12 云臺花園地面功能分區及交通流線方案圖

人流在地下一層通過開敞天井的垂直交通讓使用公共交通的人流快速疏導到地面或進入地下空間；地下二層結合地鐵站廳和停車庫，通過負一層及地面直達白云山地面出入口（見圖13、圖14）。

總體設計關鍵要素：（1）項目地下空間南北長、東西窄，同時，規劃地鐵站和現狀城市快速路廣園路東西向穿過，把地下空間分成北、中、南三部分?？傮w設計時需滿足在廣園中路下沉隧道南北均設置公共交通站場，同時應考慮地下空間的人車分流設計。（2）景區需滿足較多社會車輛的停車需求，在地下負二層設置了約800個車位的地下停車位。各個方向社會車輛來車的交通組織需要全面考慮。（3）通風采光設計是城市地下空間設計的難點，需要通過一定量的地面開口設計，把自然光線引入地下室，解決部分地下采光、通風問題。（4）該項目包括近6萬m2的地下商業以及公共交通站場2.4萬m2。大型城市地下空間的消防設計是總體設計中考慮的重點。

圖14 云臺花園負二層功能分區及交通流線方案圖

2.4 天河體育中心天河路

該節點功能定位是：優化廣州中軸線城市核心地區的開放空間，高水平、高標準地規劃建設城市中心區，塑造具有嶺南特色和國際風貌特色的城市形象。工程設計起點為體育西路，設計止點為體育東路，主要包含：在天河體育中心南側的天河路上新建供BRT車輛和其他車輛東西向行駛的負一層車行隧道、設置連接天河體育中心、宏城廣場等地下一層零售空間的負二層人行地道；設置隧道頂面的景觀頂棚、BRT和站臺等配套設施。如圖15、圖16所示。

圖15 天河體育中心天河路平面設計圖

圖16 天河體育中心天河路橫斷面設計圖

總體設計關鍵要素：（1）由于交通組織需求及現狀體育西路、體育東路建設條件制約隧道敞開段的起止點位置，需采用合適的設計速度及縱斷面縱坡等參數。（2）地下軌道APM已建成，與擬建天河路隧道結構距離較近，考慮對其保護，需采用合適的凈空、橫斷面結構等參數。（3）BRT的運營需求對站臺布置、人流分流設計的影響。

3 結語

（1）城市地下道路的總體設計中影響因素很多，功能需求也多樣化，需要以工匠精神因地制宜針對性、統籌性設計。

（2）結合城市綜合體地下空間建設的地下道路，應盡量考慮地鐵等公共交通、人行系統、地下車庫、管線布置等內容，做到合理地利用空間。

（3）重視安全與運營管理設施要素對總體設計的影響。

[1]鄒峻，王盛集.沿江地下道路總體設計及關鍵技術[J].城市道橋與防洪，2016（9）：56-60.